Фото из каталога ТЭН-Миасс. Изготовление по образцу или чертежу.
Получили заказ на сушильную камеру для древесины объемом 20 м³. Температура сушки 80 °C, кратность воздухообмена - 10. Первая мысль - поставить обычные трубчатые ТЭНы. Но при скорости потока 3-5 м/с они перегреваются и выходят из строя за месяц. Именно здесь нужен ТЭН воздушный оребренный: его наружная поверхность в 3-4 раза больше гладкой, что снижает удельную тепловую нагрузку и позволяет работать в потоке без разрушения оболочки.
Стандартный воздушный оребренный ТЭН - это трубка из нержавеющей или углеродистой стали, на которую навита металлическая лента (оребрение). Лента увеличивает площадь теплоотдачи. Маркировка выглядит так, например: ТЭН 100 А 13/2,5 Р 220. Расшифровка: ТЭН воздушный, длина 1000 мм, диаметр трубки 13 мм, мощность 2,5 кВт, оребрение (Р), напряжение 220 В.
Обратите внимание: шаг оребрения бывает от 2,5 до 8 мм. Чистый шаг (2,5-3 мм) даёт максимальную площадь, но быстро забивается пылью. Для сушильных камер с опилками лучше шаг 5-6 мм - меньше риск зарастания.
Первый параметр - требуемая тепловая мощность. Она считается по формуле: Q = L·ρ·c·ΔT, где L - расход воздуха (м³/ч), ρ - плотность, c - теплоёмкость, ΔT - нагрев. Для камеры 20 м³ с 10-кратным обменом расход 200 м³/ч. При нагреве с −20 до +80 °C (ΔT=100 °C) мощность нужна около 6-7 кВт.
Второй параметр - длина активной части. Оребрённые ТЭНы выпускают от 400 до 6000 мм. Для воздуховода сечением 400×400 мм удобна длина 1000-1500 мм - тогда можно разместить 3-4 нагревателя по 2 кВт.
Материал оболочки: для чистого воздуха (сушильные шкафы) достаточно углеродистой стали. Для агрессивных сред (сероводород, кислотные пары) - нержавейка AISI 304 или 316. На ten-miass.ru есть исполнения с медным оребрением для пищевых вентиляций - цена в 1,5 раза выше, но коррозия исключена.
Удельная мощность на поверхности оребрения - не более 1,5 Вт/см². Если превысить, оребрение начнёт обугливать пыль и искрить. Пример: ТЭН 2 кВт длиной 1000 мм с шагом 5 мм имеет площадь оребрения около 0,8 м², нагрузка 2,5 Вт/см² - многовато. Нужно либо увеличить длину до 1500 мм, либо поставить два ТЭНа по 1 кВт.
Первая ошибка - установка оребрённого ТЭНа перпендикулярно потоку. Правильно - параллельно направлению воздуха (оребрение вдоль потока). Иначе образуются застойные зоны, нагрев неравномерный.
Вторая ошибка - глухая заделка в корпус. Между оребрением и стенкой воздуховода нужен зазор не менее 15 мм, иначе перегрев изоляции и обрыв спирали.
Третья ошибка - отсутствие защиты от сухого хода. Если вентилятор сломался, а ТЭНы включены - оребрение раскаляется за секунды. Обязательно ставьте термореле на выходе воздуха с настройкой 120 °C.
Для сушильных камер, вентиляции, тепловых завес и калориферов оребрённые ТЭНы - стандарт. На ten-miass.ru изготавливают модели мощностью от 0,5 до 10 кВт, длиной до 6 метров, с любым шагом оребрения. Для вашей задачи - уточните скорость потока и температуру нагрева - подберут шаг и материал.
Спираль не касается оболочки — она запрессована в периклаз, который одновременно держит электроизоляцию и отдаёт тепло на трубу.
| Материал | Среда |
|---|---|
| Сталь 10 | Воздух, масло, сухие среды |
| AISI 304 (08Х18Н10) | Вода, пар |
| 12Х18Н10Т | Пищевые и агрессивные среды |
| 316L / Inconel | Агрессивная химия, высокие температуры |
| Титан | Хлориды, кислоты, гальваника, морская вода |
Материал подбирается по среде, а не наоборот. Ошибка в стали — течь и пробой за месяцы вместо лет.
Патронные и трубчатые ТЭН изготавливаем по чертежу или как замену вышедшему из строя. Срок 7–14 рабочих дней.